Що таке неньютоновські рідини? Приклади напевно можна виявити навіть у вас в холодильнику, однак найбільш очевидним зразком наукового дива вважається сипучий пісок - текучий і твердий одночасно завдяки зваженим (суспендированним) частинкам.

Про в'язкості

Сер Ісаак Ньютон стверджував, що в'язкість, або резистентність до течії рідини, залежить від температури. Так, наприклад, вода може перетворитися у лід і назад саме під впливом нагріваючих або охолоджувальних елементів. Однак деякі субстанції, що існують у світі, змінюють в'язкість внаслідок застосування сили, а не зміни температури. Цікаво, що до неньютоновским рідин зараховують повсюдно вживаний томатний соус, який стає рідшою за умови тривалого розмішування. Вершки ж, навпаки, загустевают при збиванні. Цим речовинам не важлива температура - в'язкість неньютонівських рідин змінюється зважаючи фізичного впливу.

Експеримент

Для тих, хто цікавиться питаннями прикладної науки або просто бажає вразити своїх гостей і друзів неймовірно простим і в той же час неймовірно захоплюючим науковим експериментом, створений спеціальний рецепт колоїдного крохмального розчину. Справжня неньютоновская рідина, своїми руками зроблена буквально з двох звичайних кулінарних інгредієнтів, вразить своєю консистенцією і школярів, і студентів. Вам знадобиться тільки крохмаль і чиста вода, а в підсумку вийде унікальна речовина, що є одночасно і рідиною і твердим тілом.

Рецепт

Висипте приблизно чверть упаковки кукурудзяного крохмалю в чисту миску і повільно влийте приблизно півсклянки води. Перемішайте. Іноді зручніше готувати колоїдний крохмальний розчин прямо руками.

Продовжуйте додавати крохмаль і воду невеликими порціями до тих пір, поки у вас не вийде субстанція, за консистенцією нагадує мед. Це майбутня неньютоновская рідина. Як зробити її однорідною, якщо всі спроби рівномірного перемішування закінчуються провалом? Не турбуйтеся; просто приділіть процесу побільше часу. У підсумку на одну упаковку кукурудзяного крохмалю у вас, швидше за все, піде від одного до двох склянок води. Зверніть увагу: речовина набуває велику щільність по мірі того, як ви додаєте в нього все більше порошку.

Вилийте отриману субстанцію в сковорідку або форму для випічки. Придивіться до її незвичайною консистенції, поки "тверда" рідина ллється вниз. Перемішайте речовина по колу вказівним пальцем - спочатку повільно, потім все швидше і швидше, поки у вас не вийде дивовижна неньютоновская рідина.

Досліди

Як в цілях наукового пізнання, так і просто заради розваги, можна спробувати провести наступні досліди:

Проведіть пальцем по поверхні отриманого згустку. Чи помітили ви що-небудь?

Занурте всю кисть руки в загадкову речовину і спробуйте стиснути його пальцями і витягнути назовні з контейнера.

Спробуйте покатати субстанцію в долонях, щоб зліпити кульку.

Можна навіть зі всієї сили грюкнути по згустку долонею. Присутні глядачі напевно розбіжаться в сторони, чекаючи, що їх зараз оббризкає крохмальним розчином, проте незвичайне речовина залишиться в контейнері. (Якщо, зрозуміло, ви не пошкодували крохмалю.)

Видовищний експеримент пропонують видеоблогери. Для нього вам знадобиться музична колонка, яку слід акуратно обтягнути щільною харчовою плівкою у кілька шарів. Вилийте розчин на плівку і включіть музику на великій гучності. Ви зможете спостерігати приголомшливі візуальні ефекти, можливі тільки при застосуванні цього унікального складу.

Якщо ви проводите експеримент в лабораторії перед школярами чи студентами, запитайте їх, чому неньютоновская рідина веде себе саме таким чином. З якої причини вона здається твердим тілом, якщо стиснути його в руці, але при цьому тече, як сироп, якщо розтиснути пальці? По закінченні дискусії можна упакувати згусток у великий пластиковий пакет із застібкою-блискавкою, щоб зберегти його до наступного разу. Він стане в нагоді вам для демонстрації властивостей суспензії.

Таємниця речовини

Чому в одних випадках колоїдний крохмальний розчин веде себе як тверде тіло, а в інших - як рідина? Насправді вами була створена справжня неньютоновская рідина - речовина, відкидає закон в'язкості. Ньютон вважав, що в'язкість речовини змінюється тільки внаслідок підвищення або пониження температури. Наприклад, моторне масло легко тече при нагріванні і набуває особливої густину при охолодженні. Строго кажучи, неньютоновские рідини теж підкоряються цій фізичній законом, але при цьому їх в'язкість можна змінити шляхом застосування сили або тиску. Коли ви стискаєте колоїдний згусток в руці, його щільність істотно збільшується, і (нехай навіть тимчасово) він ніби перетворюється в тверде тіло. Коли ви розтискати кулак, колоїдний розчин тече як звичайна рідина.

Що потрібно мати на увазі

Іронія полягає в тому, що неможливо змішати крохмаль з водою назавжди, так як в результаті експерименту у вас виходить не однорідна речовина, а суспензія. З часом частинки порошку відшаруються від молекул води і зберуться в твердий грудочку на дні вашого пластикового пакета. Саме з цієї причини подібна неньютоновская рідина миттєво засмічує каналізаційні труби, якщо просто взяти і вилити її в раковину. Ні в якому разі не виливайте її у водостік - краще упакуйте в пакет і просто викиньте в сміттєпровід.